美国H2W TECHNOLOGIES音圈电机线性运动执行器

线性音圈执行器非常适合用于行程较短(通常小于2英寸)的闭环伺服系统。

体积小巧,因此可以轻松安装在空间有限的环境中。此外,它的电气和机械响应时间都非常短。由于运动质量较小,因此能够实现轻负载下的高加速度效果。

这些执行器的设计方式使得其在运动过程中无需进行换向操作。这样一来,整个系统就变得更加简单、可靠了。

将执行器与轴承系统(如无配套提供则需另行配备)、位置反馈装置、线性伺服放大器以及运动控制器相结合,就能构成一个能够实现精确的位置、速度和加速度控制的系统。由于执行器具有“力与电流成正比”的特性,因此它还可以用于实现精确的力控制。

音圈马达的工作原理基于洛伦兹力定律。


B = 磁通密度(特斯拉)
I = 电流(安培)

 

简而言之,当载流导体置于磁场中时,会受到力的作用。这种力的大小与电流的方向和强度以及磁场的磁通密度成正比。由于永磁体的磁通密度是固定的,因此导体的位移方向取决于输入电流的极性。所产生的力的大小则与输入电流的强度直接相关。

 

H2W TECHNOLOGIES的音圈驱动器有标准尺寸和定制尺寸两种可供选择。您可以选择使用动磁式结构(NCM型),也可以选择动圈式结构(NCC型)。

  • 这种动圈式执行器属于NCC型(有时也被称为音圈式执行器)。通常情况下,这种执行器并不配备轴承或轴杆,但根据需要也可以添加这些部件。其直径一般较大,而长度则较短。通过增加直径,可以提升执行器的驱动力。如果需要实现倾斜或径向移动,那么可以设计出具有较大径向间隙的执行器,从而确保线圈与磁铁组件之间不会发生接触。
  • 这种NCM型的移动磁铁执行器配有轴承和轴。其直径通常较小,而长度则较长。通过增加极数来延长执行器的长度,或者增大其直径,都可以提升其产生的力。该执行器的一大优点是:由于线圈组件是固定不动的,因此没有活动的导线。此外,还可以在行程的一端或两端选择安装无需电源的磁性锁止装置。

需要指出的是,对于这两种类型的执行器来说,虽然可以实现更长的行程,但效率或电机常数(Km)会随着行程的增大而降低。这是因为电机常数与行程成反比关系。如果希望长行程执行器具有更高的效率,那么可以将线圈绕制成多相线圈,不过这样一来就需要进行换向操作了。

优点:

  • 体积小,力重比高
  • 高加速度
  • 无齿槽效应和换向问题
  • 量身定制的设计方案,交货时间短
  • 采用了高磁通密度的钕铁硼磁体
  • 用于拾放设备的Z轴
  • 医学诊断探针与激光束操控技术
  • 镜面倾斜与对焦执行器
  • 微型位置控制

 

这种非换向式执行器的典型规格如下:行程较短,一般在0-3英寸或0-75毫米之间;加速度可高达重力的20倍;所能承受的连续作用力最大为100磅(即0-100磅或0-450牛顿);而峰值力则可达300磅(即0-300磅或0-1350牛顿)。此外,如果配备线性编码器或LVDT传感器,其线性定位精度可高达0.1微米。

型号行程100%占空比时的力10%占空比时的力运动质量外径壳体长度
NCC01-04-001-1X0.13 in / 3.2 mm0.06 lbs / 0.27 N0.18 lbs / 0.80 N0.04 oz / 1.2 g0.44 in / 11.1 mm0.36 in / 9.0 mm
NCC01-07-001-1R0.12 in / 3.0 mm0.15 lbs / 0.67 N0.45 lbs / 2.0 N0.11 oz / 3.0 g0.69 in / 17.5 mm0.48 in / 12.2 mm
NCC01-09-001-1NH0.13 in / 3.2 mm0.11 lbs / 0.49 N0.34 lbs / 1.5 N0.35 oz / 10.0 g0.90 in / 22.9 mm0.43 in / 10.9 mm
NCC01-09-001-1S0.09 in / 3.0 mm0.11 lbs / 0.49 N0.33 lbs / 1.47 N0.11 oz / 3.0 g0.85 in / 21.6 mm0.40 in / 10.2 mm
NCC01-12-004-1C0.08 in / 2.0 mm0.45 lbs / 2 N1.35 lbs / 6 N0.27 oz / 7.5 g1.18 in / 30 mm0.433 in / 11 mm
NCC01-58-300-2H0.13 in / 3.2 mm26 lbs / 116 N78 lbs / 348 N9.6 oz / 275 g5.906 in / 150 mm1.750 in / 44.5 mm
NCC02-07-001-1R0.20 in / 5.1 mm0.26 lbs / 1.2 N0.78 lbs / 3.5 N0.25 oz / 7.0 g0.69 in / 17.5 mm0.48 in / 12.2 mm
NCC02-07-001-1RH0.20 in / 5.1 mm0.20 lbs / 0.89 N0.60 lbs / 2.7 N0.25 oz / 7.0 g0.69 in / 17.5 mm0.48 in / 12.2 mm
NCC02-13-008-1R0.50 in / 12.7 mm0.80 lbs / 3.6 N2.40 lbs / 10.7 N0.95 oz / 27.0 g1.25 in / 31.8 mm1.0 in / 25.4 mm
NCC02-13-010-1MR0.22 in / 5.6 mm0.65 lbs / 2.9 N2 lbs / 8.7 N0.13 oz / 3.8 g1.28 in / 32.5 mm0.75 in / 19.1 mm
NCC02-15-015-1SA0.16 in / 4.1 mm1.5 lbs / 6.7 N4.5 lbs / 20.0 N0.63 oz / 18.0 g1.2 in / 30.5 mm1.0 in / 25.4 mm
NCC03-07-001-1V0.25 in / 6.4 mm0.12 lbs / 0.53 N0.36 lbs / 1.6 N0.25 oz / 7.0 g0.74 in / 18.8 mm0.45 in / 11.4 mm
NCC03-14-010-1SL0.28 in / 7.1 mm1.0 lbs / 4.5 N3.0 lbs / 13.4 N1.7 oz / 49.0 g1.5 in / 36.8 mm1.7 in / 41.9 mm
NCC03-15-050-2H0.25 in / 6.4 mm5.0 lbs / 22.3 N15.0 lbs / 66.8 N1.94 oz / 55 g1.50 in / 38 mm1.63 in / 41.3 mm
NCC03-15-050-2X0.25 in / 6.4 mm5.0 lbs / 22.3 N15.0 lbs / 66.8 N2.1 oz / 60.0 g1.5 in / 38.0 mm1.6 in / 41.3 mm

 

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